申論 1隨著資安威脅與法規合規性（如ISO 27001）要求提升，資料庫稽核（Database Audit）成為確保數據完整性的關鍵機制。假設現有用於記錄該稽核數據之關聯式資料庫，其資料表及內容敘述如下：稽核政策(政策編號, 政策名稱, 物件名稱, 物件類型, 稽核動作,是否啟用, 建立者編號)政策編號為PK；物件類型之內容值可為「TABLE」、「VIEW」、「STORE PROCEDURE」、「FUNCTION」之英文；稽核動作之內容值可為「SELECT」、「INSERT」、「UPDATE」、「DELETE」等指令。稽核日誌(日誌編號, 政策編號, 操作時間, 操作類型)日誌編號為PK；政策編號為FK，參考「稽核政策」表中的政策編號。異常事件(事件編號, 日誌編號, 嚴重程度, 偵測時間, 事件描述,是否已結案)事件編號為PK；日誌編號為FK，參考「稽核日誌」資料表的日誌編號；嚴重程度之內容值可為「高」、「中」、「低」；是否已結案之內容值為「Y」或「N」。稽核人員(稽核人員編號, 姓名, 所屬部門)稽核人員編號為PK。事件處理紀錄(處理編號, 事件編號, 稽核人員編號, 處理日期)處理編號為PK；事件編號為FK，參考「異常事件」資料表中的事件編號；稽核人員編號為FK，參考「稽核人員」資料表的稽核人員編號。請回答下列問題，其中㈡至㈣請使用SQL 語法進行作答。㈠請透過上述關聯式綱目畫出實體關聯式模型（Entity-RelationshipModel, ER Model）。（10 分）㈡查詢各嚴重程度異常事件的統計資訊，列出嚴重程度、事件總數、已結案數、未結案數、未結案比例，未結案比例四捨五入計算至小數點後第2 位，依事件總數由高至低排序。（5 分）㈢查詢每位稽核人員於2026 年的處理績效，列出稽核人員姓名、所屬部門、處理事件總數、其中高嚴重程度事件數，只列出處理事件總數大於5 件的稽核人員，依處理事件總數由高至低排序。（5 分）㈣假設現新增一筆稽核政策資料，政策編號為「P2025001」，政策名稱為「財務資料表異動稽核」，物件名稱為「Finance」，物件類型為「TABLE」，稽核動作為「DELETE」，是否啟用為「Y」，建立者編號為「U001」。請寫出對應的SQL 新增語法。（5 分）
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弱點分析
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申論 2某機構資料庫有以下兩張E 與C 資料表，並存在其關聯：E(SID, CID, Grade)：共60000 筆資料，每個區塊（Block）存50 筆資料。C(CID, Name, Credit)：共600 筆資料，每個區塊（Block）存30 筆資料。假設該機構系統可用的緩衝區（Buffer）M 共22 頁，並執行下面SQL 語法：SELECT E.SID, C.Name, E.GradeFROM E JOIN C ON E.CID = C.CID目前已知關聯式資料庫中，常見的Join 演算法有三種，即Simple NestedLoop Join (SNLJ)、Block Nested Loop Join (BNLJ)與Hash Join，其I/O 成本分別計算如下：Join 演算法I/O 成本公式說明SNLJB(R) + |R| × B(S)對R 每一筆Tuple，掃描整個S以Block 為單位分批載入R，每批掃描一次S；M-2BNLJB(R) + ⌈B(R)/(M-2)⌉× B(S)頁給外層，1 頁給內層，1 頁給輸出Hash Join3 × (B(R) + B(S))分割階段讀寫各一次，探測階段再讀一次演算法內符號說明如下：B(R)代表資料表R 的區塊（Block）數，也就是以R 作為JOIN 運算的驅動表（Driving Table / Outer Table）；|R|代表資料表R 的資料筆數；M 代表可用緩衝區（Buffer）頁數；S 為要計算的資料表。請回答下面問題，並計算下列各演算法的I/O 成本（需列計算過程）：㈠使用SNLJ 法，以資料表E 為驅動表。（5 分）㈡使用BNLJ 法，以資料表C 為驅動表。（5 分）㈢使用Hash Join 法（假設分割後各Partition 可完整放入記憶體）。（5 分）㈣綜合比較上述三種結果，在本題情境下應選擇那種演算法？說明原因。（10 分）
申論 3假設資料庫中有三個資料項（Data Items）：A、B、C，其三者初始值皆為100，當有三筆交易T、T 與T 同時進入系統，各自交易的預期操作順序如下所示：T：read(A) →write(A) →read(B) →write(B)T：read(B) →write(B) →read(C) →write(C)T：read(C) →read(A) →write(A)假設排程器（Scheduler）採用嚴格兩階段鎖定協定（Strict 2PL）：也就是「在增長階段（Growing Phase），交易可以取得鎖定，但不能釋放任何鎖定」以及「在收縮階段（Shrinking Phase），交易持有的所有互斥鎖X(X-lock)必須持續保留，直到交易提交（Commit）或中斷（Abort）後才能一次釋放」。所有操作皆遵循著「具備鎖定升級：即若交易已持有共享鎖S，在執行write 前必須升級為互斥鎖X」。考慮排程器依照時間序列t 至t收到下列操作請求：時間分配請求與操作時間分配請求與操作t：T 請求read(A)t：T 請求read(B)t：T 請求read(B)t：T 請求read(C)t：T 請求read(C)t：T 請求read(A)t：T 請求write(A)t：T 試圖提交(commit)t：T 請求write(B)請回答以下問題：㈠詳細分析從t 至t 的執行過程中，各個交易的鎖定狀態變化，並且標記該時間點交易是否會進入阻塞（Blocked/Waiting）狀態？（書寫時，若某個資料項要使用S 鎖請標註Lock-S(資料項)，若需要X 鎖則書寫Lock-X(資料項)。）（10 分）㈡此排程於t 之後的時間，是否有機會形成死結（Deadlock）？若有，請指出是那些交易互相等待。（10 分）㈢若排程能順利執行或經由處理後結束，請說明各交易的鎖定點（LockPoint）分別位於那一個時間點。（5 分）
申論 4BASE 原則（BASE Properties）與CAP 定理（CAP Theorem）常見於在分散式系統（Distributed Systems）與分散式資料庫的架構設計中，請回答以下問題：㈠解釋BASE 原則。（10 分）㈡解釋CAP 定理。（10 分）㈢在分散式資料庫中，CAP 是一項限制，為何一個分散式資料庫不可能同時滿足CAP？（5 分）